Timian: en krydderurt i klimakrisens tjeneste

Den intense duft af timian er ikke til at tage fejl af, når Bodil K. Ehlers bevæger sig gennem det på én gang barske og nøjsomt-frodige sydfranske landskab kendt som garrigue. Hun søger den art af timian, der videnskabeligt hedder Thymus vulgaris, og som vi herhjemme kan møde i plantecentre under navnet havetimian.

Op og ned går det i det bjergrige område, der veksler mellem stikkende tornebuske, lave ege, græsser og utallige puder med timian, rosmarin og lavendel. Mellem væksterne pusler firben, lidt slanger, kaniner og vildsvin.

Vildsvin, der godt kan finde på at grave nogle af hendes mange forsøgsplanter op.

Spektakulære geologiske hændelser for millioner af år siden har gjort netop dette sted lidt nord for middelhavsbyen Montpellier ideelt i forskningsøjemed.

Sammenstødene af flere bjergkæder har skabt et mosaikagtigt landskab af vidt forskellige biotoper og mikroklimaer. Klimamæssigt er her både ekstrem sommersol, vinterkulde og tørke, der ofte forstærkes af berygtede vinde som scirocco og tramontane. 

“Området er unikt i verden ved, at en meget stor andel af de forskellige dufttyper, timian udsender, kan findes naturligt netop her - fra dalstrøg til bjergskråning. Her er desuden en stor biodiversitet med mange arter voksende side om side. Det gør det perfekt til forskning og feltforsøg,” fortæller Bodil K. Ehlers, der er seniorforsker ved Aarhus Universitet, Institut for Bioscience.

Hun og hendes forskningsgruppe samarbejder med forskere fra det franske nationale forskningscenter CNRS i Montpellier, som har studeret netop timianplanter her i 50 år.

Den dominerende timianplante og dens egenskaber

Hen over hele området hænger krydderurternes markante dufte i luften som små skyer. Det er disse duftskyers kemiske egenskaber, som har en særlig interesse for Bodil K. Ehlers.

Overordnet er hendes forskningsområde evolutionær økologi. Det indebærer at undersøge, hvordan planter tilpasser sig deres miljø. Timianen er her særlig interessant blandt andet på grund af dens dominerende aromatiske duft og olie.

Olierne er med til at beskytte planten mod skadedyr, konkurrence fra andre planter og mod klimastress. Den beskyttende effekt varierer dog mellem dufttyperne.

Timians kemiske udladninger er så kraftige, at man umiddelbart skulle tro, at andre planter ikke ville kunne trives i nærheden. Men flere af hendes forsøgsprojekter har for eksempel vist, at områder i det sydfranske med timianplanter faktisk har en større biodiversitet end områder uden.

Det står også klart, at timianduftens kemiske komponenter, kaldet monoterpener, kan beskytte andre planter. Vi har altså at gøre med en slags nabohjælp.

At planter yder hinanden nabohjælp er en ny opdagelse inden for evolutionær planteforskning. Hidtil har forståelsen været, at planter ene og alene var optaget af at konkurrere med hinanden. Men forskning har nu vist flere eksempler på, at tilstedeværelsen af nogle plantearter i et samfund kan gavne overlevelsen af andre arter. Især når det miljø, planterne vokser i, er stressende.

Fra gamle romere til nutidig klimaforskning

Allerede for flere tusinde år siden, tilbage i antikken, var mennesker opmærksomme på effekten af timian og dens aromatiske olie. Den har især været brugt som medicin og til udrensning og velvære.

Når romerne for eksempel brændte små bundter med timian indendørs, var det for at rense luften i deres huse og beskytte mod utøj. Både grækerne og romerne brugte urten med sin vellugt i blandt andet deres bade.

Egypterne benyttede planten til balsamering. Den kraftige duft gjorde også, at timian blev tillagt en rig kulturel betydning. Den kom til at symbolisere mod og styrke for eksempelvis soldater i den romerske hær.

I dag gælder interessen for timian ikke velvære og renselse, men decideret overlevelse i en tid med klimaændringer. Bodil K. Ehlers har i mange år arbejdet på at forstå, hvordan planternes forskellige kemiske sammensætninger beskytter dem imod klimastress.

Den viden er igen afgørende for at forstå, hvordan arter responderer på nuværende klimaændringer. Det kan måske også give et indblik i, hvordan planterne potentielt tilpasser sig fremtidige klimavilkår. En viden, der kan blive af stor betydning for eksempelvis landbrug, som står foran enorme udfordringer.

Jagten på bestemte timianplanter

Planlægningen og udførelsen af det omfattende femårige forsøg fokuseret på timianplanternes klimatilpasning, som Bodil K. Ehlers og kolleger er i gang med, har forudsat både stor tålmodighed, spiring af tusindvis af timianplanter og så en tredje ingrediens: kondi.

“Det kræver, at man er i god form,” som Bodil K. Ehlers tørt bemærker netop hjemkommet efter en felttur, hvor meget tid er gået med at okse op og ned ad bjergene.

Det er der selvsagt en mening med. I begyndelsen af projektet havde hun og hendes forskningsgruppe travlt i terrænet med at lokalisere og identificere helt specifikke timianplanter. Det skulle være de planter, som er særligt tilpasset kulde samt dem, der trives i tør og hed sommervarme.

Som Bodil K. Ehlers bevæger sig op og ned mellem dal og bjerg, kan hun tydeligt dufte forskellen på de enkelte timianplanter. Det helt specielle ved timianplanterne er, at den enkelte plante har en egen duftidentitet - en specifik kemisk profil - og at der findes en stor variation af dufttyper inden for denne art timian. Således kan der i en timianbestand vokse planter, der har forskellige dufttyper. Duften kan afsløre, om planten er særlig tilpasset knastørke eller frost.

Timianplanter udplantes og klimatestes i nye miljøer

Den opmærksomme næse er en god vejviser, men i videnskab må der præcise målinger til for at kortlægge duftstoffernes kemiske sammenhænge. Så Bodil K. Ehlers og hendes kolleger har testet bladprøver fra de enkelte timianplanter i laboratoriet.

Efterfølgende blev der taget frø af de udvalgte planter, som har spiret i væksthuse i forskningscentret i Sydfrankrig.

Dernæst skulle der markeres felter i naturen til det såkaldte reciprokke transplantationsforsøg.

“De kuldevenlige planter bliver udplantet både på deres “hjemsted” og så på steder, hvor de selv sjældent vokser, men hvor den tørketilpassede plante typisk gror.

Samme princip gør sig gældende for den tørketilpassede plante, bare omvendt,” fortæller Bodil K. Ehlers. 

Så afsted er det gået med de mange timianplanter til mikroklimaerne i den krævende garrigue med sin hårde jord og vildsvin, der sætter pris på, at andre bearbejder jorden for dem.

Tag blodtrykket på timianplanten

Undervejs overvåger og måler forskerne de enkelte mikroklimaers temperaturer via såkaldte termologgere. Små målere ikke større end en tommelfingernegl med gps-lokation placeres direkte på planterne, hvor de melder om temperaturen hver time. Bodil K. Ehlers har netop hentet dem alle hjem til laboratoriet i Aarhus, hvor resultaterne analyseres.

Næste skridt ude i felten, når hun og forskningsgruppen vender tilbage, er at se på den enkelte plantes tilstand.

Til dette anvendes et bærbart specialapparat, der kan måle de plantefysiologiske processer som fotosyntese og respiration. Apparatet er blevet anskaffet på baggrund af en bevilling fra Carlsbergfondet.

“Vi kan måle direkte på planten. Det svarer til, at man tager blodtryk på et menneske. Vi forbinder en kvist af planten med apparatet, og så får vi at vide, hvor godt den har det,” fortæller Bodil K. Ehlers. 

Altså: Har for eksempel den kuldevante plante klaret transplantationen til et meget varmt sted og omvendt?

Forskerne sparer en masse tid ved at kunne verificere direkte på stedet ude i felten i stedet for at skulle frem og tilbage til laboratoriet med prøver. Apparatet er handy nok til, at man kan bære det over skulderen, men det kræver fortsat to personer i felten. Mens den ene bærer apparatet, skal den anden kunne bære vand og mad i det udfordrende terræn. Et sted, hvor klimaændringer er synlige.

“Vi kan allerede nu se, at fordelingen af timians forskellige dufttyper har ændret sig. At der bliver færre af de kuldetilpassede timianplanter, og at der rykker flere af de timianplanter ind, som er tilpasset stærk tørke,” fortæller hun. 

Kan timian hjælpe andre planter?

Hjemme på Aarhus Universitet vil resultater fra felten blive efterprøvet i laboratoriet. Timianplanter, der varierer i deres dufttype, placeres i specialdesignede klimakasser; små containere på tre gange tre meter.

“De er store nok til, at man kan træde ind i dem, og der er plads til rigtig mange potteplanter. Vi kan styre både lys og temperatur, skabe nat og dag, simulere en sommertørke og meget mere. Det vil sige, at man under kontrollerede forhold kan undersøge de enkelte planters respons på klima på en ret stor skala,” fortæller hun.

I tilgift til timianplanter arbejder hun også med eksempelvis lavendel (Lavendula) og oregano (Origanum vulgare). Alle udskiller de monoterpener, som både kan fungere som en beskyttelse af cellemembraner under stress og som antioxidanter, der hjælper planten efter stress. Næste interessante trin er at finde ud af, om disse kan komme andre arter til gode.

Hun har derfor også udført forsøg med planten liden sneglebælg (Medicago minima), der ofte bruges til foder i Danmark. Forsøgene viser, at de monoterpener, som timian producerer for at beskytte mod klimastress, kan blive overført.

“Vi har for eksempel placeret sneglebælg i et lufttæt rum med en høj koncentration af monoterpener i atmosfæren. Sneglebælgsplanter har optaget disse, hvorefter vi har udsat dem for klimastress, fra frost til ekstrem varmestress. Efterfølgende har vi målt på cellerne, hvordan de bliver påvirket. Hvor mange går i stykker med og uden påvirkningen af monoterpener? Færre går i stykker, når de inden stresspåvirkningen har været udsat for skyer af monoterpener,” fortæller Bodil K. Ehlers. 

Plantebeskyttelse med vidtrækkende perspektiver

I disse forsøg er der stadig en række forbehold, der skal tages in mente og testes efterfølgende. For det er ikke alle monoterpener, der har en gavnlig effekt.

“Nogle kan ligefrem være skadelige i høje koncentrationer, mens andre potentielt vil kunne beskytte naboplanter, både mod klimastress og mod angreb fra patogener og skadedyr. Hvad angår de stoffer, der gavner naboplanter, mangler vi at forstå, om det blot er en kortvarig beskyttelse,” fortæller hun.

I naturen fordufter timianens aromatiske monoterpener hurtigt, så det giver en del udfordringer, hvis man vil bruge dem til plantebeskyttelse.

“Vi skal finde en måde, hvorpå vi kan finde ud af frigive dem langsomt. Det giver fantastiske perspektiver på sigt for at finde gode grønne løsninger for fremtidens økologi og landbrug,” konkluderer Bodil K. Ehlers.

Videnskabshistorier er produceret af Videnskab.dk for Carlsbergfondet.